• Land: Deutschland
  • Autor(en): Thorben von Mackensen
  • Artikel vom: 14 August 2012
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  • Kategorie(n): WERKZEUG ANWENDUNGEN, Abrichtmaschinen, Abrichten
  • Schlüsselbegriffe: Diamantabrichtformrolle, Kunstharzbindung
  • Kunstharzbindung direkt auf der Schleifmaschine profilierbar

    An Zerspanwerkzeuge mit geometrisch definierter Schneide werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Grundsätzlich müssen sie härter sein als das zu bearbeitende Material. Durch die fortwährende Entwicklung innovativer Werkstoffe müssen dementsprechend auch die Schneidwerkzeuge optimiert werden. Gleichzeitig verstärkt sich der Trend der Miniaturisierung (siehe auch Artikel Seite 40), wodurch nicht zuletzt auch die Ansprüche an die Profilhaltigkeit steigen. Da diese Werkzeuge größtenteils durch Schleifen hergestellt werden, steigen so auch die Anforderungen an dieses Fertigungsverfahren.

    Darüber hinaus zwingt der wachsende Wettbewerbsdruck die Werkzeughersteller, ihre Schleifprozesse wirtschaftlicher zu gestalten. Aufgrund der dazu notwendigen hohen Zerspanvolumina treten große Verschleißbeträge am Schleifwerkzeug auf, wodurch die geforderte Kantenhaltigkeit häufig nicht gewährleistet werden kann. Jedes Profilieren bringt jedoch unter anderem Maschinenstillstände. Und das Nutenschleifen macht sich als zeitintensivster und dadurch kostenträchtigster Prozessschritt bei der Werkzeugherstellung in der Kalkulation des Werkzeugherstellers negativ bemerkbar.

    Mit der Schleifscheibenserie Q-Flute+, Q-Flute+Run, QFlute+ Contour, Q-Flute+fine, Q-Flute+CBN - hat Saint-Gobain Abrasives in jüngster Vergangenheit bereits reagiert und das Nutenschleifen in den jeweiligen Applikationen wesentlich kostengünstiger gestaltet.

    Quantensprung mit Q-Flute+Dress

    Mit der Q-Flute+Dress Schleifscheibe ist es nun gelungen, die Schleifergebnisse der bewährten kunstharzgebundenen Q-Flute+-Familie mit den Vorzügen einer profilierbaren keramischen Bindung zu vereinen. Ohne an Schleifleistung zu verlieren, lässt sich diese Kunstharzbindung wie eine keramische Bindung CNC-gesteuert auf der Produktionsmaschine profilieren. Das ist die Grundlage zu wirtschaftlicherem Nutenschleifen bei höchster Qualität. Denn für eine wirtschaftliche Nutenherstellung ist ein produktiver und schneller Zerspanprozess unabdingbar. Der dadurch entstehende Profilverschleiß am Werkzeug ließ bisher jedoch keine längeren mannlosen Schichten zu, es sei denn, die Vorschubgeschwindigkeit würde zu Lasten der Ausbringung gesenkt.

    Die neu entwickelte Nutenschleifscheibe Q-Flute+Dress ermöglicht nun das Profilieren mit dem Winter-Dressing-System (DS) CNC-präzise auf der Produktionsmaschine, ohne dass auf eine außergewöhnliche Zerspanleistung verzichtet werden muss. Da bei der Q-Flute+Dress die Schleifkörner nicht wie bei herkömmlichen Kunstharzbindungen in den Bindungsverband gedrückt werden, wird beim Profilieren der Kornüberstand des Schleifkorns nur geringfügig beeinflusst, und ermöglicht, dass sich die Schleifscheibe nach dem Profilieren schnell wieder freischleift und in ihren Arbeitsbereich zurückfindet (Abb. 3). Ein nachträgliches Schärfen, beispielsweise mit einem Aluminiumoxid- Stein, ist somit nicht notwendig. Folglich lassen sich selbst Großaufträge ohne zusätzlichen manuellen Eingriff im Automatikbetrieb schleifen.

    Diamond-Dressing-System (DDS)

    Das Diamond-Dressing-System (DDS) ist eine Diamantabrichtformrolle gepaart mit einer Diamantschleifscheibe zum CNC- gesteuerten Profilieren direkt auf der Schleifmaschine. Durch diese Technologie entfällt das aufwändige Profilieren auf externen Maschinen inklusive aller damit verbundenen Nebenkosten. Wie in Abb. 1 zu erkennen, ist bei den zum internen CNC- Profilieren entwickelten DS- Abrichtformrollen von Saint-Gobain Diamantwerkzeuge der Belag nicht galvanisch seitlich auf den Grundkörper aufgebracht, sondern die Diamanten sind in einem bestimmten Setzmuster ohne Stützsockel in einer besonders harten Metallmatrix angeordnet. Die Abrichtrollen sind bis unter die Breite der eingesetzten Diamanten angeschliffen. Dadurch sind die DS-Rollen nur, je nach Anwendungsfall, zwischen 0,6 mm und 1,2 mm breit, und es lassen sich sehr eng profilierte Schleifscheiben mit konstanten Eingriffsbedingungen profilieren.

    Touch Dressing Diamond Technologie

    Hinter dem System des internen Profilierens steht die Touch-Dressing-Diamond- (TDD) Technologie, die den Anwendern aus dem CNC-Bereich (Touch-Dressing CBN-TDC) schon großen Nutzen bringt. Denn diese Abrichtstrategie zeichnet sich durch hochgenaue Profiltoleranzen aus. Während bisher nach hohen Stückzahlen der Schleifprozess unterbrochen wurde und eine sich am äußersten Ende der Toleranz befindliche Schleifscheibe ausgebaut und auf externen Profiliermaschinen erneut profiliert werden musste, wird der Fertigungsprozess nun in enorm engen Toleranzen gefahren. Es wird lediglich ein minimaler Profilverschleiß zugelassen, der regelmäßig durch wenige Profilierhübe mit Aufmaßen im Mikrometer- Bereich kompensiert wird. Zusätzlich zu diesem Automatisierungspotenzial werden durch das Profilieren der Diamantschleifscheibe auf der Produktionsmaschine Form- und Lagefehler vermieden. Denn die Toleranzen der Spannsysteme erzeugen beim Aufflanschen Planlauffehler. Außerdem werden durch das Profilieren unter Produktionsbedingungen Qualitätsverluste durch dynamische Unwuchten verhindert. Die durch dieses Verfahren zu erreichenden qualitativen Vorteile sind in Abb. 2 dargestellt.

    Ausgesucht für diese Vergleichsaufnahmen wurde ein Nutenschleifprozess eines Durchmessers 10 mm Vollhartmetallbohrers unter den derzeitig üblichen Schleifparametern, geschliffen mit der neuen Winter Q-Flute+Dress Spezifikation.

    Fazit

    Die kunstharzgebundene Winter Q-Flute+Dress Nutenschleifscheibe lässt sich direkt auf der Produktionsmaschine mit dem Winter Dressing System CNC-gesteuert profilieren. Dies ermöglicht deutliche Qualitätsverbesserungen an Haupt- und Nebenschneide von rotierenden Schneidwerkzeugen, ohne dass die Schleifleistung gegenüber dem derzeitigen Standard negativ beeinflusst wird.

    Der Gedanke, in sehr engen Toleranzen zu produzieren, auftretenden Verschleiß also in kurzen Intervallen zu kompensieren, wird durch die neue Q-Flute+Dress realisiert. Was bleibt, sind konstante Schleifscheibenprofile trotz höchster Vorschubwerte. Dabei sind durch regelmäßiges Regenerieren der Schleifscheibentopografie engere Toleranzfelder sowie mannloser Schichtbetrieb keine Utopie mehr.

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